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《襯底偏壓對CrN／Si3N4納米多層膜結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能的影響.pdf》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫。
1、第1期納米科技No．12013年2月Nanoscience&NanotechnologyFebruary2013襯底偏壓對CrN／Si3N4納米多層膜結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能的影響木白曉明，張成順，佘輝。，劉有軍(1．空軍航空大學(xué)飛行基礎(chǔ)訓(xùn)練基地，吉林長春130022)(2．長春工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院，吉林長春130012)摘要：采用磁控濺射法在不同基底偏壓條件下制備了CrN／SiN納米多層膜，用x射線衍射儀、原子力顯微鏡及納米壓痕儀表征，結(jié)果表明，襯底偏壓對CrN／SiN納米多層膜微觀結(jié)構(gòu)、界面結(jié)構(gòu)、硬度和磨損性能有重要影響；漂浮電位
2、時，導(dǎo)致多層膜界面粗糙，CrN_~．(200)、(111)共同生長，硬度和彈性模量低；當(dāng)偏壓變化時，界面寬度和粗糙度變化不大，硬度和模量變化的主要原因是不同襯底偏壓下的晶格畸變導(dǎo)致兩層材料彈性模量變化和晶粒尺寸變化。與漂浮電位相比，涂層的屈服應(yīng)力和斷裂韌性有所增強(qiáng)。關(guān)鍵詞：CrN／SiN；微觀結(jié)構(gòu)；界面結(jié)構(gòu)；力學(xué)性能EfectsofBiasonStructureandMechanicalPropertiesofCrN／Si3N4NanolayeredCoatingsBAIXiao-ming，ZHANGCheng—shun
3、，SHEHui，LIUYou-jun(1．BasicFlightTrainingBase，AirForceAviationUniversity，Changchun130022，China)(2．ChangchunUniversityofTechnology，Changchun130012，China)Abstract：CrN／Si3N4muhilayercoatingsweredepositedatdifferentsubstratebiasbyreactivemagnetronsputtering．Theresults
4、showthatthereareimportanteffectsforsubstratebiasonthemicrostructure，interfaceandmechanicalpropertiesofthecoatings．Theinterfaceismoreroughandthemicrostructureis(200)and(111)texturewithoutsubstratebias，andtheCrN／Si3N4multilayerhasalowhardnessandmodulus．Theinterface
5、widthandroughnessbecomesmallwiththein—creaseofbias．Thevariationofhardnessandmodulusareattributedtothechangesingrainsizeandmodulusvariationcausedbycrystallinedistortion．Comparedtosamplewithoutbias，theyieldstress(resistancetoplasticdeformation)andfracturetoughness(
6、resistancetocrackpropagation)wouldbeimprovedbysubstratebias．Keywords：CrN／Si3N4；microstructure；interface；mechanicalproperty中圖分類號：TB34文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1812—1918(2013)O1—0001—060引言化學(xué)氣相沉積(CVD)方法制備的TiN基薄膜在高硬度、抗磨損、化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性等方面過去十年間，利用物理氣相沉積(PVD)和的良好表現(xiàn)使其在切削工具或機(jī)械配件等抗磨損收稿日期：2
7、012—12—04領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。Veprek等人1121報道的超基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(批準(zhǔn)號：10974257)，硬Ti—si—N系納米復(fù)合膜的硬度達(dá)到了80—105吉林省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(批準(zhǔn)號：201115133)第l0卷第1期基礎(chǔ)理論研究Vo1．10No．12013年2月BasicResearchFebruary2013GPa，高于金剛石的硬度(70—90GPa)。他們提中，通過變化SN層的厚度模~r2Cr—Si—N納米復(fù)出兩相結(jié)構(gòu)模型，以解釋納米復(fù)合膜超硬效應(yīng)的合膜中的Si界面，詳細(xì)研究siN層
8、厚以及沉積致硬機(jī)理。根據(jù)這一模型，由于Si，N與TiN的互參數(shù)對多層膜微觀結(jié)構(gòu)、界面結(jié)構(gòu)和硬度的影不混融和非晶Si，N對晶粒的生長表面的潤濕作響，有助于對c卜Si—N復(fù)合膜體系致硬機(jī)理的認(rèn)用，在rri—Si—N納米復(fù)合膜中形成了納米晶TiN被識。Xu／-61利用射頻反應(yīng)磁控濺射在si(100)襯底非晶Si，N包裹的獨(dú)
